VDT阅读照明环境视觉舒适性研究

韩 珍

上饶幼儿师范高等专科学校（江西 上饶 334000）

0 引言

当今社会，随着科技的发展进步，计算机、手机、平板电脑等设备，已经发展成为人们常见且普及的高科技产品[1]。人们通过这些产品看视频、读文字、听音乐，以达到沟通交流乃至自我学习的目的。这些都是典型的VDT设备，已成为目前社会上普遍流行的视频、文字资料等阅读载体[2]。在VDT阅读流行的过程中，世界各国的众多机构已经意识到不同照明条件带给阅读者的阅读舒适性不同，因此也积极开展了各类研究工作，且取得了一些经验效果。但是，这些研究都是从某一角度出发，而非整体的研究。鉴于此，文章以最常见的计算机屏幕阅读为研究对象，开展研究评价实验。实验选取了较为常见的照明环境工作面照度、照明光源色温、阅读设备屏幕亮度、设备背景亮度及反射系数等四个要素进行深入研究，综合分析这四个方面对VDT阅读照明视觉舒适度的影响。

1 主观评价实验

1.1 实验设置

该次实验经过了详细的前期调研工作，并根据调研工作的内容总结了一套比较典型的VDT阅读照明视觉舒适度空间模型。实验空间的具体模型尺寸为长10 m、宽5 m、高3.2 m。同时，实验室的一面设置为玻璃窗加窗帘，剩余三面均为墙，实验室内顶都设置了亮度和色温都可以调节的筒灯，实验室内放置了10台实验设备——计算机。实验过程通过提前确认各要素变换设置，并通过实验室顶部筒灯、更换设备表面面板及计算机自身功能等实现对四种照明因素的参数调节。

1.2 实验流程

（1）实验计划安排。首先，按照实验背景的不同将该次实验分为“黑”“灰”“白”三大组，具体执行过程依据拉丁方顺序开展，以减少表面面板的更换次数，节省实验时间。其次，提前设置10台计算机的屏幕亮度，将其分为两个档次，一组（5台）为180 cd/m2、另一组为100 cd/m2，实验进行时也按照拉丁方顺序选用。最后，通过控制系统中不同的程序编辑过程随机地调控不同工况，具体的调整过程一共包括18种工况，这18种工况以6种不同的工作面照度与3种不同的光源色温组合得出。

（2）实验的具体操作过程。①计算机表面面板参数确定：该次实验的采用“黑”“灰”“白”3组进行实验，实验的次序按照拉丁方顺序确定。②安排实验评价人员：将征集的实验评价人员安排到实验机房中的对应位置，并给每人发放一个眼罩，并要求实验评价人员佩戴好眼罩。③调整照明环境到既定条件：18种工况、工作面照度、光源色温等按照既定的顺序调节到实验条件。④让评价人员自行摘下眼罩，在环境中适应60 s后，开始计算机VDT阅读。特别要注意的是，在阅读过程中，被试人员可以根据自身阅读习惯随意调整实验设备的屏幕文本、图片大小。⑤实验时间为1 min，阅读舒适度评价者在阅读满1 min后，实验组织者可以组织其对实验工况下计算机屏幕阅读的感受进行评价，并填写对应的调查问卷。⑥待评价人员按照上述步骤完成18种不同工况的屏幕阅读调查评价后，使用另一组提前调节成不同屏幕亮度的工况开展实验评价工作。直到实验评价人员完成计算机工况评价。⑦实验组织者应该按照既定的“黑”“灰”“白”3组实验顺序开展表面面板调整更换工作，进一步进行评价试验，直至实验评价人员再次完成两组计算机上共计36种工况下的阅读评价工作。⑧实验结束。

1.3 实验结果

该次实验共计选择了年龄在18～30岁的30名被试人员，男女比例各50%。且这些人身体健康、矫正视力正常，无色盲、色弱及眼部疾病等问题。评价调查问卷中一共设置了7个类别，具体包括：1非常不舒适、2不舒适、3轻微不舒适、4一般、5较舒适、6舒适、7非常舒适。实验共计得到3240个主观评价实验数据。对这些评价数据进行总结可知：评分均值最小值为3.42、最大值为5.25。总结评价结果可以得出，评价者对计算机VDT阅读照明环境的评价满意度都在“轻微不舒适”和“舒适”间，其中在“非常不舒适”“不舒适”“轻微不舒适”的评分有18项，占20%；统计结果“较舒适”“舒适”“非常舒适”的评分有7项，占7.78%。

2 实验数据分析与讨论

2.1 VDT阅读环境照明要素重要性排序及优选

给评价的数据结果建立视觉舒适度分类评价模型，得出影响照明的要素从高到低依次为背景亮度（反射系数）、工作面照度、光源色温、屏幕亮度[3-4]。

同时，研究评价结果可以得出：（1）该次30名评价者中，对工作面照度采用535 lx/300 lx组合的满意度最高，同时照度组合选值中，数值靠近中间的组合总体要比数据靠近大、小两端的数值组合满意度要高，同时178 lx/100 lx组合得分未达到及格线。（2）在光源色温评价结果中，平均值与最高值取值比较一致，具体结果：4 500 K优于6 000 K，6 000 K优于3 000 K。（3）屏幕亮度中的影响比例是在100 cd/m2时达到最高值。（4）背景反射系数中，按照均值排序是“黑”＞“灰”＞“白”，但最高得分最高值中“白”＞“灰”。所以，从VDT阅读环境照明要素舒适度角度看，在照明环境不能调节时，计算机屏幕选择以180 cd/m2为佳。同时，几组光照实验中在办公室及电子阅览室等阅读环境中照度选择以300 lx/168 lx组合和500 lx/280 lx组合为宜。实验结果证明最优色温是4 500 K，反射系数最好采用0.11的黑色背景。

2.2 VDT阅读环境对照明舒适度的要求

在VDT阅读环境调研过程中，对两组计算机设备在3种不同影响因素在多种工况条件下的组合照明环境下得分均值进行分析，得出以下结论：（1）光源色温选择4 500 K、背景反射系数选择0.11，同时工作面照度选择535 lx/300 lx组合时阅读舒适度最好。（2）将该次评价做一个主观界定，可以将得分在4（一般）以下的数据认为是不舒适VDT阅读照明环境，将大于4（一般）的评分作为VDT阅读照明环境的舒适环境，其中5较舒适、6舒适的部分还可以进一步整改，以继续提升阅读舒适度。在整改过程中，一定要考虑整改的可行性，其中必须考虑整改难度是否大，或整改过程花费的资金是否值得等，可以在墙体或阅读的其他环境中贴提高亮度的纸、增加台灯等局部照明的方式调节屏幕亮度等，采取合适的改善措施。

2.3 VDT阅读环境照明要素组合规律分析

由评价调查结果可知，不同影响因素的不同取值组合对VDT阅读照明环境阅读舒适度也不同，且可能存在很大的差别。所以，实验人员深入对比、分析了这四类要素的评价结果。总体而言，对比分析可知：（1）若背景反射系数降低，则3级光源色温的2级屏幕亮度环境中阅读舒适度会提高；（2）照明光源的色温选择中高值时比低光源色温带给阅读者更高的视觉舒适度；（3）中间照度的视觉舒适度比高、低照度的高[5]。

3 研究结论及阅读照明设置建议

研究整体的实验工作数据可以得出，对目前最常用的在桌面上垂直放置的计算机VDT阅读界面而言：（1）当前办公环境中的照明环境处于介“轻微不舒适”和“舒适”之间。（2）对VDT阅读照明舒适度因素的影响大小为背景亮度（反射系数）＞工作面照度＞光源色温＞屏幕亮度。（3）应该选择最优因素组合提升阅读的舒适度。一般而言，几种因素的选择值为计算机屏幕亮度180 cd/m2、照度在300 lx/168 lx到535 lx/300 lx间、色温4 500 K、背景反射系数0.11（黑色）。（4）色温为4 500 K、反射系数为0.11、工作面照度为535 lx/300 lx时的阅读舒适度最高。（5）重新设计改造照明时，应根据该次评价结果选择对应照明因素。按照环境氛围、照明质量等要求选择光源色温、背景反射系数，并计算对应的工作面照度。实际的设计流程可以有4 500 K和6 000 K两种色温供选择。在选用4 500 K时，可选0.11、0.76两种反射系数及300～535 lx三档照度；选择6 000 K色温时，可以选择反射系数0.11、0.33及300～500 lx两档照度。（6）在优化整改不达标组合时，应该考虑整改的难度和节约的问题，通过在表面贴纸及利用台灯照明灯附加照明设施调节屏幕亮度、更换背景反射系数、提高照度。

4 结语

总而言之，文章分析研究了四种阅读照明环境舒适度影响较大的因素组合，并以邀请真人实验评价的方式得出研究数据，最后按照模型或图表的方式对数据进行分析研究，对不同因素不同取值的影响进行深入分析和对比，进而得出最佳的VDT阅读照明环境属舒适度范围。与此同时，根据现实中VDT阅读照明环境现状，提出一些改善解决措施，希望通过研究帮助提升使用者舒适度，并为VDT阅读空间的照明设计提供量化依据。该次实验对各要素的设置和调换中可能存在不足，需要进一步完善和研究。